Hadoop-datanode存储结构及源码分析<转>

datanode的存储大体上可以分为两部分：

1.与Storage相关的类从宏观上刻画了每个存储目录的组织结构，管理由HDFS属性dfs.data.dir指定的目录，如current、previous、detach、tmp、storage等目录和文件，并定义了对整个存储的相关操作；
2.与Dataset相关的类描述了块文件及其元数据文件的组织方式，如current目录中的文件组织结构，以及对块文件的相关操作。
因为namenode也会用到Storage相关，而namenode并不存储块文件，因而将存储分成这两部分。



Storage类相关

先从一个datanode的配置看起,datanode的本地数据可以分配在多个磁盘上,具体配置就是如下

<property>

<name>dfs.data.dir</name>

<value>/data/hdfs/dfs/data,/data/hdfs/dfs/data2</value>

</property>

/data/hdfs/dfs/data,/data/hdfs/dfs/data2两个目录下存储的就是本datanode所能管理的所有数据.

进入其中一个目录,可能的目录结构是这样的

/current/VERSION

/blk_<id_1>

/blk_<id_1>.meta

/blk_<id_1>

/blk_<id_1>.meta

/...

/blk_<id_64>

/blk_<id_64>.meta

/subdir0/

/subdir1/

/...

/subdir63/

/previous/

/detach/

/tmp/

/in_use.lock

/storage


在这里粗略的概括下在datanode中的对应关系:

StorageDirectory对应的为每个本地存储路径,如/data/hdfs/dfs/data
FSDir对应的是current,以及他的子目录subdir*
DataStorage对所有的本地存储路径进行统一管理,也就是对StorageDirectory进行管理,并没有对存储路径中的具体数据文件进行管理

和DataStorage相关的类图





在上面的类图中，NamespaceInfo用来表示整个HDFS集群中命名空间的版本号，这个版本号在NameNode节点格式化时生成，DataNode每一次启动向NameNode节点注册时都会获取到这个命名空间的版本号，如果DataNode是第一次启动，则会持久保存这个版本号；否则，它会用自己第一次启动获取的版本号与这个版本号进行比较，如果不匹配则终止启动



DataStorage主要在DataNode节点启动时扮演重要的角色.StorageDirectory提供了粗粒度的事务性操纵，对StorageDirectory的事务性操作都是由DataStorage完成的。下面是在datanode启动的时候所进行的操作





recoverTransitionRead函数所做的工作是,DataStorage对每一个存储路径构造成一个StorageDirectory，然后分析每一个存储路径当前的状态，对处于非正常状态的存储路径进行相应的操作；当所有的存储路径处于正确的状态之后，就要对每一个存储路径进行用户启动节点时的指定操作(备份/升级/回滚/恢复/提交)；最后，如果所有的存储路径操作成功之后，就需要更新每一个存储路径下的storage版本信息，及对应的VERSION文件. recoverTransitionRead的主要流程如下

void recoverTransitionRead(NamespaceInfo nsInfo, Collection<File> dataDirs, StartupOption startOpt) throws IOException
{
    // 1. For each data directory calculate its state and check whether all is consistent before transitioning.Format and recover.
    this.storageID = "";
    this.storageDirs = new ArrayList<StorageDirectory>(dataDirs.size());
    ArrayList<StorageState> dataDirStates = new ArrayList<StorageState>(dataDirs.size());
    for (Iterator<File> it = dataDirs.iterator(); it.hasNext();)//对每一个本地存储路径
    {
        File dataDir = it.next();
        StorageDirectory sd = new StorageDirectory(dataDir);
        StorageState curState;
        try
        {
            curState = sd.analyzeStorage(startOpt);//分析本地存储路径的状态
            // sd is locked but not opened
            switch (curState)
            {
                case NORMAL:
                    break;
                case NON_EXISTENT:
                    // ignore this storage
                    LOG.info("Storage directory " + dataDir + " does not exist.");
                    it.remove();
                    continue;
                case NOT_FORMATTED: // format
                    LOG.info("Storage directory " + dataDir + " is not formatted.");
                    LOG.info("Formatting ...");
                    format(sd, nsInfo);//初次启动的时候,格式化
                    break;
                default: // recovery part is common
                    sd.doRecover(curState);//先回复正常状态
            }
        }
        catch (IOException ioe)
        {
            sd.unlock();
            throw ioe;
        }
        // add to the storage list
        addStorageDir(sd);
        dataDirStates.add(curState);
    }

    // 2. Do transitions Each storage directory is treated individually.During sturtup some of them can upgrade or rollback
    //while others could be uptodate for the regular startup.
    for (int idx = 0; idx < getNumStorageDirs(); idx++)
    {
        doTransition(getStorageDir(idx), nsInfo, startOpt);//对每个本地存储路径依次执行 升级 回滚 提交等操作
    }

    // 3. Update all storages. Some of them might have just been formatted.
    this.writeAll();
}

4种操作：

format：创建VERSION文件

doUpgrade：升级系统

删除previous
current -> previous.tmp
previous.tmp做硬链接到current
写VERSION文件
previous.tmp -> previous

doRollback：回滚

current -> removed.tmp
previous -> current
删除removed.tmp

doFinalize：提交存储目录升级

previous -> finalized.tmp
删除finalized.tmp



参考url

http://blog.csdn.net/xhh198781/article/details/7170087

http://blog.jeoygin.org/2012/03/hdfs-source-analysis-3-datanode-storage.html

http://caibinbupt.iteye.com/blog/283480